Гибкие полупроводники могут обеспечить революцию в медицине

Возможно, в скором времени сердечную аритмию можно будет победить с минимальным хирургическим вмешательством благодаря технологии гибкой и инертной к внутренней среде человеческого организма электроники. Исследованиями по данной теме около семи лет занималась группа специалистов из Университета Иллинойса, в сотрудничестве с Медицинской школой при Университете Пенсильвании и Университетом Северо-запада. Биологически-совместимые кремниевые устройства могут положить начало новой волне хирургической электроники.

Помимо широко известных кардиостимуляторов, для борьбы с аномальными ритмами сердечной деятельности в настоящее время используется удаляющая терапия, предусматривающая поиск и выборочное разрушение мышечных клеток, вызывающими перебои в равномерном функционировании сердца. Но до сих пор существующая техника наложения множественных электродов на мышечную ткань представляла собой растянутый по времени процесс, в результате которого на сердце точка за точкой формировалась управляющая сеть. В дополнение к этому, сложность закрепления жестких, плоских датчиков на мягких искривленных тканях препятствовала эффективному использованию электродов для мониторинга и стимулирования.

Один из основных соавторов разработки, профессор Джон Рождерс (John Rogers), совместно с возглавляемой им группой исследователей, разработали гибкий массив датчиков, который может быть обернут вокруг обширного участка сердечной мышцы за одну операцию. Массив содержит 2016 кремниевых наномембран-транзисторов, каждый из которых используется для мониторинга сокращений сердца. Согласно данным, приведенным в отчете, исследователям удалось получить в реальном времени и с высоким разрешением картину работы сердечных тканей живых свиней, чье сердце по своему строению близко к человеческому. Изобретатели утверждают, что до сих пор подобное было невозможно.

Специалисты предполагают, что технология биосовместимых гибких транзисторных матриц может найти применение для борьбы с целым рядом недугов, помимо сердечной аритмии. Например, с ее помощью открывается возможность контролировать аномальную деятельность участков головного мозга, сопутствующую такому заболеванию, как эпилепсия. По словам Роджерса, на следующем этапе исследований группа намерена заняться адаптацией технологии для использования с неинвазивными катетерными процедурами.